中国电力

2019, 52(11): 0-0.

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基于两阶段鲁棒优化的西南地区微电网经济调度

魏明奎, 周全, 周泓, 蔡绍荣, 江栗, 路亮, 梁文举, 沈力, 李奇

2019, 52(11): 2-8,18. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907049

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针对西南地区可再生能源储备丰富的特点，考虑微电网中可再生分布式能源出力和负荷的不确定性对微电网运行调度的影响，搭建了两阶段鲁棒优化经济调度模型，求解系统在极端运行场景下的经济性最优解。模型考虑系统功率平衡和输出功率约束、需求响应负荷约束以及微电网与配电网的交互约束，通过不确定性调节参数处理微电网中的不确定性，调节模型的保守度。随后通过Benders分解算法将模型分为主问题和子问题求解，并采用对偶理论对内层模型进行解耦。最终得出的结果验证了所搭建模型的有效性，为微电网接入西南电网后的调度策略提供参考。

促进新能源消纳的综合能源系统日前市场出清优化

周琳, 付学谦, 刘硕, 李国栋, 曾丹

2019, 52(11): 9-18. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907092

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风光新能源具有显著的清洁特性，可以显著降低能源行业的碳排放，然而中国弃风弃光问题依然很严峻。为了促进风光新能源消纳容量，对全国统一电力市场背景下清洁能源消纳机制展开了深入研究。分析了中国新能源消纳的工程问题，建立了包含热电联产系统、天然气锅炉、风光新能源的综合能源系统的仿真模型，以社会福利最大化为目标，提出了可以促进新能源消纳的综合能源系统日前市场出清模型。出清模型考虑了电力需求侧管理，使得出清模型具有显著的现代电力系统特征。对提出的日前市场出清模型进行仿真验证，验证了所提出清模型对于新能源消纳的积极作用。

多运营主体微电网日前经济优化调度纳什议价方法

吴鸣, 寇凌峰, 张进, 胡存刚

2019, 52(11): 19-27,117. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201905076

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在开放的电力市场环境下，微电网内部各运营主体间可进行电能交易。以微电网内部各运营主体与配电网单独交易时的成本作为谈判破裂点，提出了一种基于合作博弈理论的多运营主体微电网日前经济调度纳什议价方法，该方法可在使各运营主体获得帕累托最优成本的同时实现微电网系统的成本最小化。依据该方法建立的纳什议价模型为非凸非线性模型，不易直接求解，将其分解成两个凸的子模型并采用ADMM算法依次求解以起到保护运营主体隐私的作用。仿真给出了议价前后微电网内部各运营主体的成本对比，并进一步分析了孤岛模式下多运营主体间的纳什议价策略。

基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略

郭祚刚, 喻磊, 胡洋, 周长城, 雷金勇, 何帅, 刘念

2019, 52(11): 28-34. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903025

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随着多能耦合的加强和能源改革的推进，综合能源市场逐步建立，其中综合能源现货市场的剧烈价格波动给综合能源服务商带来了较大的风险。针对该问题提出了一种基于合作博弈的综合能源服务商现货市场风险规避策略，首先建立了基于风险价值理论的现货市场交易风险评估模型，其次通过建立综合能源服务商间的合作联盟，降低整体联盟的现货市场交易风险，最后采用Shapley值法对联盟中的成员进行风险分摊，并提出一个该风险分摊结果的交易规则。算例结果表明，综合能源服务商通过结成联盟，可以有效降低其参与现货市场的风险，基于Shapley值的风险分摊方法保证了分配的公平和联盟的稳定，验证了该模型的有效性和可行性。

含虚拟储能的新能源高渗透电网深度调峰备用决策模型

薛晨, 任景, 张小东, 崔伟, 刘友波

2019, 52(11): 35-43. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907134

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随着西北新能源并网容量的快速增长，新能源消纳需求与反调峰特性的矛盾成为电网运行面临的严峻挑战，但电力运行的逐步市场化也为新能源消纳提供了新途径。基于此提出新能源高渗电网中虚拟储能、深度调峰共同参与备用的市场决策模型。首先，考虑新能源的波动性，构建引入不确定度的新能源备用模型；针对用户侧资源的价格敏感性，构建基于“虚拟储能”的“充放电”能力的备用模型；其次，基于火电机组深度调峰技术确定不同调峰深度的补偿机制，构建火电深度调峰参与备用的模型；最后，以新能源消纳为核心，系统调峰备用成本最小为目标，构建虚拟储能、火电深度调峰共同参与的备用决策模型。算例结果验证了所提决策模型对保证系统调峰备用容量的有效性。

P2P模式下产消者交易模型建立与仿真验证

胡洋, 周长城, 马溪原, 袁智勇, 雷金勇, 田兵, 单俊嘉, 胡俊杰

2019, 52(11): 44-50. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907108

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随着新电改环境下售电侧放开，越来越多的产消者资源愿意参与到电力市场中以减少自身的用电开支，如何在P2P（peer-to-peer）交易模式下制定产消者购售电模型成为一个亟待解决的问题。首先，以含光伏（photovoltaic, PV），微型燃气轮机和固定负荷资源组成的多个产消者集群为研究对象，建立了产消者资源约束模型。其次，采用拉格朗日对偶分解原理和次梯度法以产消者运行成本最小为目标制定了基于P2P市场交易模式的产消者购售电计划。在保证用户的信息安全的同时实现了产消者之间的P2P电能共享。最后通过算例验证了所提策略的合理性和有效性。

计及多类型需求响应资源的配电网分布式电源优化配置

赵楠, 王蓓蓓

2019, 52(11): 51-59,67. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805112

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近年来主动配电网运行中分布式电源与需求响应资源所占比重越来越大。为了充分利用配电网资源，主要研究间歇性分布式电源（DG）与配电网中多类型需求响应资源（DR）的协同规划。通过建立基于机会约束规划方法的双层优化模型，根据2种资源的出力特性，求解间歇性DG和DR的最优综合配置方案。最后通过在IEEE 34节点配电系统仿真得到灵活DR互动效果对DG配置的影响。仿真得出，DR资源调度可以在配网运行中可以改善弃风、切负荷、电压越限，从而提高了配网中DG接入能力；在峰谷差较大、电压越限、线路阻塞等不同应用场景下DR布局也会不同。所提模型为大规模需求响应资源参与配电网规划奠定了基础。

基于模糊综合评价法的输电线路山火遥感甄别算法

唐波, 李耀伟, 叶莉, 黄力, 袁发庭, 陈昊, 奉彭

2019, 52(11): 60-67. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201811108

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传统输电线路山火遥感甄别算法通常采用亮温值阈值法直接对火点进行甄别，阈值难以准确设定会导致山火的误甄别或漏甄别问题。为实现输电线路山火遥感的准确甄别，在传统火点甄别算法基础上，提出了热点再甄别的思想，即依据亮温值阈值确定出可能的山火热点后，再对热点进行模糊综合评价以准确甄别山火火点。结合对广东省山火发生的时空规律进行研究，确定了导致山火发生的6个致灾因子，提出采用模糊综合评价法，实现输电线路山火的准确甄别。首先利用火险评判等级确定火险决策集及阈值，随后通过6个致灾因子建立因子集并作为输入，构建隶属度函数并设置权重向量，根据最大隶属度原则输出热点的置信度，并与阈值进行比较，判断火点的真伪。通过广东省2005—2016年12年间的山火数据库和该模型于2017年在广东电网的应用实例作为算例，对该模型进行验证。结果表明该模型较传统算法准确率高，可以满足输电线路山火的防治要求。

用户侧多能互补微能源网的规划方法

李德智, 龚桃荣

2019, 52(11): 68-76. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201809126

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多能互补的微能源网是一种可以提高能源利用效率的有效方式，并且可以通过整合多能源载体降低供电成本。面对多种多样的能量转换器和特性各异的储能设备，如何选择设备的类型和容量、如何连接和管理所选设备，是设计新型微能源网最优规划配置的核心问题。提出了一种面向用户侧多能互补微能源网的规划方法，充分发挥多能互补的优势，得出了最优规划配置。将最优规划问题转化为一个混合整数线性规划模型，目的是使得总成本最小。算例结合北京市海淀区某能源互联网示范工程，对3种不同的能源系统方案进行了比较，验证所提出的最优规划模型的有效性和优越性。

极端灾害下基于时空网格的配电网多源数据融合方法

陈彬, 倪明, 周霞, 郁琛, 吴涵, 杨洲, 林沪生

2019, 52(11): 77-84. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812115

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极端灾害会对配电网造成一定的影响，严重时甚至破坏电网的安全稳定运行，灾害过程中会产生大量的配电网设备及运行方面的数据，这些数据信息量大且波动性强。为及时掌握极端灾害情况下对配电网设备的影响或破坏等信息，有效地协助配电网灾后指挥及修复工作，提出了一种基于时空地理网格的配电网多源数据融合方法。首先根据时空网格划分方法对配电网所在区域进行时间、空间上的划分并建立配电网时空网格编码数据库；然后对极端灾害下配电网的多源数据进行特征分析，提取关键时间特征和空间特征；通过计算时空特征关联度，关联匹配时空网格和配电网多源数据并储存于时空网格编码数据库中；进而根据融合后的配电网多源数据构建配电网灾情网格化视图；最后，通过算例验证了该方法的有效性和合理性。

基于元胞自动机的山火蔓延及电力线路故障概率计算新方法

刘辉, 李鹏飞, 林济铿, 王忠岳

2019, 52(11): 85-93. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801158

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山火灾害已成为输电线路跳闸停运的重要原因之一。针对当前元胞自动机模型对山火蔓延过程没有考虑元胞的邻域元胞及次邻胞之间的差异，使山火蔓延的模拟精度偏低，导致电力线路在山火灾害下故障概率计算精度低的问题，提出了计及邻域元胞及次邻域元胞蔓延过程中的重叠面积的山火蔓延模拟新算法，并基于该算法得到的火场面积结果，提出电力线路故障概率计算新方法。该山火蔓延新算法计及了不同蔓延情况的重叠面积并提出了相应的计算方法，基于此构建了元胞状态改进转换规则和相应的山火蔓延模拟新算法，获得更为准确的山火蔓延边界及面积；进而提出了基于此的线路故障概率计算新方法，可得到更为准确的山火导致的线路故障概率。算例证明了提出方法的有效性。

陕西地区配电线路新型防雷装置研究与应用

琚泽立, 吕新良, 蒲路, 赵学风, 候喆, 卢泽军, 吴军

2019, 52(11): 94-99. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201809010

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针对陕西地区配电线路避雷器防雷效果不理想这一现状，提出一种多腔室雷击闪络限制器。该装置防雷性能优异，采用吹弧原理，熄弧能力强。经过试验，确定其串联级数为26级，电极直径8 mm，电极间隙1 mm，主间隙距离取45 mm时能可靠动作。工频湿耐受电压、50%雷电冲击动作电压、雷电冲击伏秒特性以及工频续流遮断能力均满足标准要求。装置在陕西地区典型线路上运行良好，防雷效果优异。

基于多电平拓扑技术的新型柔性励磁系统

吴跨宇, 张建承, 吴龙, 韩兵, 房乐, 卢岑岑, 熊鸿韬

2019, 52(11): 100-106. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201809077

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针对新一代电力系统发展趋势对发电机励磁控制和机组支撑能力的新需求，设计了一种基于三电平电压源型变换器的新型柔性励磁系统，并提出了与之匹配的新型五电平直流斩波电路，分析了励磁电流双向6管和励磁电流单向3管2种直流斩波电路的控制模式和运行特性。基于PSCAD构建柔性励磁仿真模型，分析验证了五电平斩波拓扑结构应用于发电机励磁控制的可行性及相对于常规自并励励磁系统的控制性能优势。

基于Non-MPPT算法的区域光伏消纳控制策略

牛耕, 寇凌峰, 侯小刚, 屈小云, 谢辉, 高博

2019, 52(11): 107-117. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201905042

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基于两级式光伏发电系统环境自适应算法以及光伏阵列分布式结构，提出一种适用于区域光伏消纳控制的Non-MPPT（maximum power point tracking）算法，力主解决光伏发电系统出力过剩问题。该算法基于光伏模块分布式前级优化器，实现不同环境下光伏模块分散控制，并通过光伏模块输出电压、电流随机变量，导出光伏电池环境修正参数，进而实时修正区域光伏模块最大功率电压，使其最大功率电压实时跟随外部环境变化，并结合电导增量法，实现不同环境下光伏阵列全局最大功率跟踪。而后，若区域性电网光伏发电系统出力过剩，则将区域光伏按其实际出力情况进行分区管理，以区域电网对其出力分配额度为控制目标，推导出光伏阵列对应输出电压，并将其引入至光伏发电系统前级Boost电路，通过修正Boost电路占空比，使光伏发电系统输出功率快速跟随主网需求指令，解决了区域内光伏过剩出力的消纳问题。最后，通过Matlab/Simulink仿真软件搭建两级式三相光伏并网系统，验证该算法在电力系统应用中的有效性。

基于数据校正的电厂日常供电煤耗诊断分析

刘福国, 张绪辉, 吴举, 崔福兴

2019, 52(11): 118-124. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904001

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由于煤耗量和发热量测量条件限制，燃煤发电机组采用正平衡法检测供电煤耗的误差较大。提出一种电厂正平衡煤耗检测数据的诊断分析方法，该方法融合锅炉和汽轮机的设计性能、反平衡热力试验数据以及测量仪表精度，根据最大似然原理，对电厂日常煤耗检测数据进行校正。一台350 MW超临界机组的应用表明，该校正模型能够识别煤耗检测数据误差并将其校正到合理值，校正后的供电煤耗准确而稳定，且随机组负荷升高而降低。虽然校正模型对机组52%的检测数据进行了明显校正，但却并不改变机组在全部周期内供电煤耗检测数据平均值，这是因为测量参数校正量的正负偏差在较长检测周期内互相抵消。

基于多模型鲁棒输入训练神经网络协同的燃气-蒸汽联合循环机组传感器故障诊断方法

黄郑, 王红星, 于海泉, 李逗, 司风琪

2019, 52(11): 125-133. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812068

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为提高燃气-蒸汽联合循环机组传感器测量值的准确性及可靠性，提出了一种基于多模型鲁棒输入训练神经网络（RITNN）的燃气-蒸汽联合循环机组传感器故障诊断方法。该方法建立若干燃气-蒸汽联合循环重要参数的数据重构模型，并对各模型进行优先级划分，以串并联方式设定模型间关系，通过可靠参数的逐级生成和传递，有效抑制了多传感器显著故障产生的残差污染，提高了故障诊断的准确性及可靠性，进而给出了传感器故障诊断流程，建立了完整的传感器故障诊断系统。以某200 MW级燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象，对多传感器故障进行诊断，并与RITNN单一模型方法和输入训练神经网络（ITNN）单一模型方法进行对比，结果表明，提出的多模型RITNN故障诊断方法诊断精度更高，可保证燃气-蒸汽联合循环机组稳定运行。

350MW超临界汽轮机低位能供热技术节能分析

周国强, 孙显明

2019, 52(11): 134-137,184. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907091

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传统的热电联产抽汽供热方式供热能力低、电量损失大、机组综合能耗高、(火用)效率低。采用湿冷机组低位能分级加热供暖技术对350 MW超临界供热机组进行节能改造。运行结果表明：在相同的主蒸汽量条件下，改造后供热能力增加35%、发电功率增加8%以上；在年供暖量增加188.65万GJ的同时，供热期发电量增加83.9 GW·h，供热期效益年增长约9 341.6万元。改造后社会节煤12.69万t，CO₂减排33万t。

一种基于可见光巡检图像的杂草智能识别方法

岳国良, 路艳巧, 常浩, 孙翠英

2019, 52(11): 138-144,174. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902152

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目前电力巡检主要是采用无人机巡检的方式，针对无人机巡检获取的图像识别过程中，电力设备旁的杂草可能会造成安全隐患，需要对图像中的杂草进行识别。针对电力巡检的场景，提出了一种基于可见光巡检图像的杂草智能识别方法，以可见光巡检图像中杂草的特征为基础，结合卷积神经网络方法，解决可见光巡检图像中电力设备附近的杂草识别问题。通过对图像进行样本数据增广和预处理，接着引入区域生成网络，再对图像提取固定个数候选框的图像特征，和改进的图像分类网络连接在一起，得到最终的卷积神经网络模型。实验表明其准确率可以达到97.98%，检测一幅600×600大小图像需要花费的平均时间约为0.256 s，在保证了准确率的同时达到了高效识别的要求。

基于边缘计算的电表计量系统数据协同检测方案

钱斌, 蔡梓文, 肖勇, 杨劲锋, 董歆滢, 谷科

2019, 52(11): 145-152. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904049

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虚假数据注入攻击以破坏电力数据采集与监控系统的数据完整性和可用性为目标，其检测方案对智能电网的安全与稳定运行具有重要意义。针对智能电网中庞大的数据带来的许多安全问题和漏洞，提出了基于边缘计算的一种虚假数据注入攻击协同检测模型，该模型基于边缘计算的框架，改进传统计量系统的网络结构，利用边缘服务器来提供全局的监控能力和虚假数据检测功能。该方案针对计量系统中的虚假数据注入问题不仅提出了检测规则，还对采集器进行了信誉评分。该方案在测试系统上进行了仿真实验，验证了该模型的有效性。

用于隔离开关位置“双确认”技术的姿态传感器系统检测平台

杜非, 王广真, 张贺军, 弓艳朋, 葛栋

2019, 52(11): 153-158. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201905002

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为支持国家电网有限公司变电站隔离开关分合闸位置"双确认"姿态传感器系统的性能检测，基于单轴转台和电机控制技术建立了检测平台。平台通过电流环、速度环、位置环和反馈光栅，实现了在不同加速度和运动速度下的精确运动。进而研究了姿态传感器系统的检测方法和检测指标。结果表明，研究的检测平台能满足姿态传感器系统的测量精度和重复性试验检测，通过单轴转台实现了三轴转台的检测效果，在保证检测精度的基础上降低了检测成本。

配售电公司的不对称监管框架设计

张翔, 洪笑峰, 黄国日, 韩士琦

2019, 52(11): 159-166. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907101

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中国电力零售市场的监管仍然处于不健全不完备阶段。随着售电环节的快速放开以及增量配电业务向社会资本的有序放开，新兴的配售电公司既经营增量配电区域的配电业务，又与独立售电公司开展零售竞争，形成了纵向一体化的垄断市场地位，亟须对配售电公司及其关联售电业务进行不对称监管，以利于独立售电公司的生存与发展。分析了配售电公司区别于传统供电企业的业务特点与业务板块变化，结合具体业务分析探讨了配售电公司纵向垄断可能出现的资源补贴、价格歧视、非价格歧视等6类不公平竞争行为。随后，基于不对称监管理论依据，从财务、资费、供电服务、基础设施、业务隔离等5个方面设计了配售电公司及其关联售电业务的不对称监管框架及内容。

考虑虚拟电厂经济运行的蓄热罐定容配置

周任军, 武浩然, 冯剑, 王昱, 王仰之, 王珑

2019, 52(11): 167-174. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812054

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新型热电系统中，蓄热装置可有效解耦“以热定电”约束、消纳弃风功率。针对蓄热罐容量最优配置问题，在风电-热电-蓄热罐-碳捕集虚拟电厂运行模型中，增设蓄热罐投资和维护成本，并将其折算为日折旧与日维护成本，建立了以实现虚拟电厂总投资运行成本为最低的目标函数，并考虑热电联产机组的热电耦合约束及蓄热罐、碳捕集机组爬坡运行约束等。仿真结果表明，对蓄热罐容量进行优化定容后，比传统给定蓄热罐容量更经济、蓄热作用更高效。蓄热罐最优容量不仅取决于虚拟电厂的经济性，同时还受虚拟电厂中碳捕集、风电消纳等约束影响，无碳捕集、风功率消纳比例要求越高，则蓄热罐最优容量越大。

考虑功能差异的输变电项目效益评价及投资优化方法

汪志才, 蔡晔, 谭玉东, 谢欣涛, 蒋郑伟, 凌明娟

2019, 52(11): 175-184. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902001

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随着电力体制改革的深入，中国输电网建设投资趋势已由粗方式增长转变为高质量发展，提出考虑功能差异的输变电项目投资效益评价及优化方法对于提升输电网精细化投资具有重要意义。为实现对不同功能输变电项目投资效益的精准评价，首先对输变电项目按功能进行分类，根据不同功能项目在满足功能方面的主要效益，考虑项目的经济和社会效益建立了功能差异的投资效益评价指标体系；其次将图论和最优化理论引入到指标权重的计算中，提出指标的图模型赋权方法，以区分不同功能的项目效益差异性和降低现有赋权方法存在主观误差。最后结合项目评价结果、输电网现状规模以及投资约束条件，建立了按项目功能分类的投资分配和项目优选模型。以湖南地区220 kV输变电项目库为例开展分析，验证了该方法能有效量化不同功能输变电项目的投资效益水平，并有助于提升输电网的精益化投资效益。

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